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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流线性代数知识点总结(第5章).精品文档.线性代数知识点总结(第5章)(一)矩阵的特征值与特征向量1、特征值、特征向量的定义: 设A为n阶矩阵,如果存在数及非零列向量,使得A=,称是矩阵A属于特征值的特征向量。2、特征多项式、特征方程的定义:|E-A|称为矩阵A的特征多项式(的n次多项式)。|E-A |=0称为矩阵A的特征方程(的n次方程)。注:特征方程可以写为|A-E|=03、重要结论:(1)若为齐次方程Ax=0的非零解,则A=0,即为矩阵A特征值=0的特征向量(2)A的各行元素和为k,则(1,1,1)T为特征值为k的特征向量。(3)上(下)
2、三角或主对角的矩阵的特征值为主对角线各元素。4、总结:特征值与特征向量的求法(1)A为抽象的:由定义或性质凑(2)A为数字的:由特征方程法求解5、特征方程法:(1)解特征方程|E-A|=0,得矩阵A的n个特征值1,2,n注:n次方程必须有n个根(可有多重根,写作1=2=s=实数,不能省略)(2)解齐次方程(iE-A)=0,得属于特征值i的线性无关的特征向量,即其基础解系(共n-r(iE-A)个解)6、性质:(1)不同特征值的特征向量线性无关(2)k重特征值最多k个线性无关的特征向量 1n-r(iE-A)ki(3)设A的特征值为1,2,n,则|A|=i,i=aii(4)当r(A)=1,即A=T,
3、其中,均为n维非零列向量,则A的特征值为1=aii=T=T,2=n=0(5)设是矩阵A属于特征值的特征向量,则Af(A)ATA-1A*P-1AP(相似)f()-1|A|-1/P-1(二)相似矩阵7、相似矩阵的定义:设A、B均为n阶矩阵,如果存在可逆矩阵P使得B=P-1AP,称A与B相似,记作AB8、相似矩阵的性质(1)若A与B相似,则f(A)与f(B)相似(2)若A与B相似,B与C相似,则A与C相似(3)相似矩阵有相同的行列式、秩、特征多项式、特征方程、特征值、迹(即主对角线元素之和)【推广】(4)若A与B相似,则AB与BA相似,AT与BT相似,A-1与B-1相似,A*与B*也相似(三)矩阵的
4、相似对角化9、相似对角化定义:如果A与对角矩阵相似,即存在可逆矩阵P,使得P-1AP= ,称A可相似对角化。注:Ai=ii(i0,由于P可逆),故P的每一列均为矩阵A的特征值i的特征向量10、相似对角化的充要条件(1)A有n个线性无关的特征向量(2)A的k重特征值有k个线性无关的特征向量11、相似对角化的充分条件:(1)A有n个不同的特征值(不同特征值的特征向量线性无关)(2)A为实对称矩阵12、重要结论:(1)若A可相似对角化,则r(A)为非零特征值的个数,n-r(A)为零特征值的个数(2)若A不可相似对角化,r(A)不一定为非零特征值的个数(四)实对称矩阵13、性质(1)特征值全为实数(2)不同特征值的特征向量正交(3)A可相似对角化,即存在可逆矩阵P使得P-1AP=(4)A可正交相似对角化,即存在正交矩阵Q,使得Q-1AQ=QTAQ=